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1
A Previsão de GeraçãoSolar Fotovoltaica
Mario Daher
Contextualização
Primeiro Workshop de Geração Solar FotovoltaicaONS – Rio de janeiro – 11 de junho de 2018
A Nossa Matriz de Energia Elétrica
Hoje
Potencial de
Renováveis
no Brasil
Desafios das
UFV
A Matriz daqui a
5 Anos
Como foi com a
Eólica
Representação
atual das
UFV
3
45.78369,94%
12.98319,83%
1.797
2,75%
4.8267,37%
740,11%
Hidráulica Térmica Nuclear Eólica Solar
A Matriz de Energia Elétrica em 2017
Geração Verificada no SIN - MWmed
Uma Matriz Verde
4
Hidrelétrica, Eólica e Solar Fotovoltaica em 31/12/2017
Capacidade Instalada - Sul
Tipo MW %Total Sul
Hidrelétrica 16.472 72%
Eólica 2.014 9%
Fotovoltaica 4 0,02%
Capacidade Instalada – SE/CO
Tipo MW %Total SE/CO
Hidrelétrica 62.273 74%
Eólica 28 0,03%
Fotovoltaica 233 0,28%
Capacidade Instalada - Nordeste
Tipo MW %Total NE
Hidrelétrica 11.071 38%
Eólica 10.046 34%
Fotovoltaica 714 2%
Capacidade Instalada - Norte
Tipo MW %Total N
Hidrelétrica 15.426 80%
Eólica 221 1%
Fotovoltaica - -
As Novas Renováveis
Capacidade Instalada - SIN
Tipo MW%Total
NE
Hidrelétrica 105.406 68%
Eólica 12.309 7,9%
Fotovoltaica 951 0,6%
O Potencial Energético
Brasileiro em Renováveis
6
A Oportunidade das Novas Renováveis
EÓLICAS
FOTOVOLTAICAS BIOMASSA
NOVA FRIBURGO/RJ
PCHs
Menor Capital Intensivo(pegamos carona do 1º mundo)
Mais Rápidas de Construir
Menor Risco Construtivo Licenças ambientais mais
fáceis Atração de Capita local e
Fundos de investimentos “Preconceito” aos
reservatórios (se quer são avaliados o tradeoff ambiente X benefícios)
7
Só aproveitamos 43 % do Potencial, até agora
Potencial Hidrelétrico Brasileiro
Potencial Hidrelétrico de 246 GW, segundo Eletrobras (2017)
2,9 GW
94,2 GW
27,1 GW
22,6 GW
11,7 GW10,2 GW
62,7 GW
14,2 GW
8
Potencial Eólico Brasileiro
Potencial Eólico• On-shore: Inicialmente
estimado como 143 GW (2001), estudos em desenvolvimento no INCT-Clima apontam que pode chegar a 880 GW, sendo que 522 GW são considerados tecnicamente viáveis.
• Off-shore: 1.300 GW, segundo estudo em desenvolvimento pelo INCT.
Só aproveitamos 0,68 % do Potencial, até agora
9
Potencial Solar Brasileiro
Potencial de 28.000 GW de geração solar fotovoltaica, segundo ABSOLAR.
Só aproveitamos, até agora, 951 MW( 0,0034%)
Valores anuais médios da irradiação solar do Brasil:
1.550 a 2.370 kWh/m²
Valores de referência no mundo:
Média Europa:
1.200 kWh/m²
Oriente Médio:
1.800 – 2.300 kWh/m²
10
Capacidade de Armazenamento do SIN – dez/22
16.225 MWmês6 % EARmáx do SIN
202.924 MWmês70 % EARmáx do SIN
51.828 MWmês18 % EARmáx do SIN
20.579 MWmês7 % EARmáx do SIN
SIN291.557 MWmês
Ref.: PMO Abril/18
11
A Matriz de Energia Elétrica de 2017 e 2022
Geração já contratada segundo Leilões ao menor preço
Tipo2017 2022 Crescimento 2017-2022
MW % MW % MW %
Hidráulica 105.406 67,8% 114.395 65,6% 8.989 8,5%Nuclear 1.990 1,3% 1.990 1,1% 0 0,0%
Gás / GNL 12.597 8,1% 15.641 9,0% 3.044 24,2%Carvão 3.138 2,0% 3.420 2,0% 282 9,0%
Óleo / Diesel 4.732 3,0% 5.018 2,9% 286 6,0%Biomassa 13.623 8,8% 13.829 7,9% 206 1,5%Outras (1) 779 0,5% 950 0,5% 171 22,0%
Eólica 12.309 7,9% 15.373 8,8% 3.064 24,9%Solar 952 0,6% 3.638 2,1% 2.686 282,1%Total 155.526 100,0% 174.254 100,0% 18.728 12,0%
(1) Usinas Biomassa com CVU
12
TIPO 31/12/2017 31/12/2022CRESCIMENTO
2017-2022
MW % MW % MW %
Hidráulica 105.406 67,8% 114.395 65,6% 8.989 8,5%
8.719 MW (96%) – UHEs sem Reservatório
401 MW (4%) – UHEs com Reservatório
A Expansão da Oferta entre 2017 e 2022
Sem Reservatório Com Reservatório
UHE Belo Monte 6.722 MW UHE Sinop 401 MW
UHE São Manoel 700 MW
UHE Colíder 300 MW
PCHs 670 MW
Outras 327 MW
13
A Matriz de Energia Elétrica de 2017 e 2022
Usinas Simuladas Individualmente
Usinas Não Simuladas Individualmente
Verificado em dez/2017
Usinas Simuladas Individualmente
Usinas Não Simuladas Individualmente
Parcela Abatida da Carga
14
As Novas Renováveis no contexto da Não Despachabilidade
Uma das formas de mitigar os impactos da Não Despachabilidade das Novas Renováveis é fazer
uma Boa Previsão de Geração, principalmente intra-day............
15
Requisitos operativos de um sistema elétrico
58,5 Hz ≤ f ≤ 61,5 Hz
GeraçãoCarga
Necessita deReserva Adequada
Vale apena uma Boa Previsão
Fonte de Custo Marginal Zero
16
Muitas Incertezas menos detalhes Menos Incertezas, mas muitos detalhes
PAR/PELQUADRIMENSAL
PDOPMO/PDP
IPDO
Sistema “entregue”à operação, via leilões de G e T(*)
A totalidade do
mercado deve
estar 100% contratada.
O Processo Decisório da Operação (1) – as 4 camadas
Médio Prazo Curto Prazo Tempo Real
(*) Na Rede Básica
(1) Função da predominância de usinas hidroelétricas com reservatórios etempo de maturação das obras
DPL
PEN
DOP
PEN-SISOL
Planejamento da Expansão
17
Insumos dos Agentes Associados
Agentes Associados Sociedade
OPERAÇÃO
ProgramaçãoMensal
Engenharia:
• Instalações•Proteção e Controle
•Estudos Especiais
ProgramaçãoDiária
Pós-Operação
SERVIÇOS
Integração eAcesso
Contratos eContabilização
Soluções de TI
Planejamento
Elétrico
Relacionamento com Agentes
PLANEJAMENTO
Planejamento
Energético
Procedimentos de Rede: Regras de Operação
Operação emTempo Real
5 anos1 ano1 quadrimestre1 mês
5 anos
2 anos
1 anoPMO (FCF)
Por
Demanda
A DPL A DTAA DOP
O Processo Decisório da Operação no ONS
18
PlanejamentoDiretoria de Planejamento
DPL – Francisco Arteiro
Gerência ExecutivaPlanejamento Energético
PE
Gerência ExecutivaPlanejamento Elétrico
PL
Gerência Executivade Engenharia
EG
• Estudos Energéticos de Médio Prazo ----- Cida
• Previsão de Carga ---- Fausto
• Metodologias e ModelosEnergéticos ------- Alberto
Equipes descentralizadasnos NNNE e NSUL
• Estudos Elétricos de Médio Prazo ----- Fernando
• Estudos Elétricos de CurtoPrazo ----- Ivair
Equipes descentralizadasNNNE --- LaércioNSUL ----Ivair Lourinho
• Estudos Especiais• Pré Operacional ---- Leandro
• Estudos de Proteçãoe Recomposição ---- Masaud
• Análise de ProjetosBásicos e Qualidade daEnergia ----- Adriano
Equipes descentralizadasNNNE ---- ArlindoNSUL ------André
Mario Daher Sumara Ticom Mauro Muniz
A DPL no Proceso Decisório
Assistente – Fernando França
A Geração Fotovoltaica
Recente
20
Fonte: ANEEL, Google Earth 2018
Localização das usinas fotovoltaicas em operação e futuras
Valores anuais médios da irradiação solar do Brasil:
1.550 a 2.370 kWh/m²
Valores de referência no mundo:
Média Europa:
1.200 kWh/m²
Oriente Médio:
1.800 – 2.300 kWh/m²
21
Capacidade instalada das usinas fotovoltaicas
Fonte: Dados ONS/ANEEL (usinas supervisionadas)
10
116
150
211
321
444
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
PE RN SP PI MG BA
Cap
acid
ade
Inst
alad
a (M
W)
22
Capacidade Instalada e Prevista de Solar no SIN
0,9 GW
2 GW
3,6 GW
Usinas fotovoltaicas em operação no SIN¹
Subsistema Potência Inst. (GW)
Nordeste 0,8
Sudeste 0,5
Total 1,3
¹ Capacidade instalada das usinas despachadas pelo ONS, em
operação comercial e em testes até 08/06/2018.
23
Balanço Energético do Nordeste out/2009 – maio/2018
24
Geração Eólica x Fotovoltaica do SIN em 23/02/2018
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Ger
ação
(MW
med
)
Fotovoltaica
Eólica
Capacidade Instalada*Eólica 11.781 MWSolar 1.086 MW
* Usinas em operação comercial e em teste até 22/02/2018
25
Fator de Capacidade da Geração Eólica x Fotovoltaica do SIN
em 23/02/2018
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Fato
r d
e C
apac
idad
e (%
)
Fotovoltaica
Eólica
Capacidade Instalada*Eólica 11.781 MWSolar 1.086 MW
* Usinas em operação comercial e em teste em 22/02/2018
26
Geração Eólica x Fotovoltaica do SIN - 22/02 a 24/02/2018
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
45000
0:0
0
02
:00
04
:00
06
:00
08
:00
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
00
:00
02
:00
04
:00
06
:00
08
:00
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
00
:00
02
:00
04
:00
06
:00
08
:00
10
:00
12
:00
14
:00
16
:00
18
:00
20
:00
22
:00
Ge
raçã
o (M
WM
ed
)
Fotovoltaica
Eólica
22/02/2018 23/02/2018 24/02/2018
27
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%00
:00
02:0
0
04:0
0
06:0
0
08:0
0
10:0
0
12:0
0
14:0
0
16:0
0
18:0
0
20:0
0
22:0
0
00:0
0
02:0
0
04:0
0
06:0
0
08:0
0
10:0
0
12:0
0
14:0
0
16:0
0
18:0
0
20:0
0
22:0
0
00:0
0
02:0
0
04:0
0
06:0
0
08:0
0
10:0
0
12:0
0
14:0
0
16:0
0
18:0
0
20:0
0
22:0
0
FC (
%)
Fotovoltaica
Eólica
Fator de Capacidade Geração Eólica x Fotovoltaica do SIN - 22/02 a 24/02/2018
22/02/2018 23/02/2018 24/02/2018
28
0
500
1000
1500
2000
2500
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Ge
raçã
o (M
Wm
ed
)
Solar Fotovoltaica
Eólica
De 10 às 11h a geração solar superou a eólica em 100 MWmed
Geração Eólica x Solar Fotovoltaica do Nordeste em 20/05/2018
29
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Ger
ação
(M
Wm
ed)
Eólica
Solar
* Usinas em operação comercial e em teste em 07/06/2018
De 9 às 16h a geração solar superou a eólica em 94 MWmed
Geração Eólica x Solar Fotovoltaica da Bahia em 20/05/2018
Capacidade Instalada*Eólica 2.702 MWSolar 444 MW
30
0
100
200
300
400
500
600
700
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Ger
ação
(MW
med
)
Eólica Solar
De 8 às 16h a geração solar superou a eólica em 90 MWmed
Capacidade Instalada*Eólica 1.232 MWSolar 241 MW
Geração Eólica x Solar Fotovoltaica do Piauí em 20/05/2018
* Usinas em operação comercial e em teste em 07/06/2018
31
A Geração Solar em Abril de 2018
Fonte: Boletim Mensal de Geração Solar Fotovoltaica Abril/2018, do ONS
32
A Previsão de Geração Solar Fotovoltaica
X
Verificado
33
Representação das UFV no Médio Prazo, no
PMO e na PDP (Resoluções ANEEL 440/2011 e 476/2012)
?
Janela móvel de 5 anos (*)
FUTURO: Cada mês igual a média do passado
Existentes
Calcula-se o Fator de Capacidade a cada mêsem cada subsistema para a soma de todas as usinas da janela móvel -> FATORss,m
Futuras
+
Geração mensal verificada por usina,em cada subsistema
(*) Refrescada todo ano no PMO de maio
60 janeiros iguais...................60 dezembros iguais
Abatido da Carga
Planejamento até 5 anos
FUTURO: Com o mesmo FATORss,m
do passado
34
0
50
100
150
200
250
300re
v. 0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
4
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
4
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
4
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
rev.
4
rev.
0
rev.
1
rev.
2
rev.
3
mai/17 jun/17 jul/17 ago/17 set/17 out/17 nov/17 dez/17 jan/18 fev/18 mar/18 abr/18
Ge
raçã
o F
oto
volt
aica
(M
Wm
ed)
Geração Fotovoltaica Prevista no PMO Geração Fotovoltaica Verificada**Geração supervisionada pelo ONS
Geração Fotovoltaica Prevista PMO x Geração VerificadaSIN – Semanal
Diferença Média mai/17-abr/18 = 41 MWmed
∆máx = 169 MWmed
35
3 3 3
3039
6777
88
217 216
235
255
9
36
54
71
106
204
186
209
236 235
248 252
0
50
100
150
200
250
300
mai/17 jun/17 jul/17 ago/17 set/17 out/17 nov/17 dez/17 jan/18 fev/18 mar/18 abr/18
Ge
raçã
o F
oto
volt
aica
(M
Wm
ed
)
Geração Fotovoltaica Prevista no PMO Geração Fotovoltaica Verificada**Geração supervisionada pelo ONS
Geração Fotovoltaica Prevista PMO x Geração VerificadaSIN – Mensal
Diferença Média mai/17-abr/18 = 51 MWmed
∆máx = 137 MWmed
36
o Março/2016 início do desenvolvimento do modelo e processo de previsão de geração eólica
Objetivo:
Prover, até o final de 2016, a previsão de geração eólica para a programação diária da região Nordeste
Para 2017, o tempo real do Nordeste, programação e tempo real do Sul
o Em abril/2016, a ABEEÓLICA, todos os agentes eólicos e instituições do setor foram convidados para o 1º Workshop no ONS-Rio, onde foi apresentado o projeto a ser desenvolvido
o Levantamento de informações:
EPE, CCEE, ANEEL e o próprio ONS
Criação de uma base de dados eólicos – BD-EÓLICA
o Com apoio da ABEEÓLICA, em maio/2016 reunião técnica com os agentes no ONS-Rio para detalhamento do modelo e dados utilizados
o Em novembro/2016 reunião com os agentes no ONS-Recife para apresentação das dificuldades relacionadas aos dados verificados
Cronologia da previsão de geração eólica no ONS
37
o Início do uso do modelo para a programação:
Em Janeiro/2017 início do uso do modelo para a região Nordeste
Janeiro/2017 início do uso do modelo Eta/CPTEC
Fevereiro/2017 inserção do modelo GFS
Março/2017 a ABEEÓLICA, todos os agentes eólicos e instituições do setor foram convidados para 2º Workshop reunião no ONS-Rio, onde foi apresentado os resultados iniciais do modelo
Maio/2017 aquisição do modelo ECMWF
Em setembro/2017 início da previsão para a programação da região Sul
Dezembro/2017 uso do modelo BAM/CPTEC
o Início do uso do modelo para o tempo real:
Para a região Nordeste em maio/2017
Para a região Sul em dezembro/2017
Cronologia da previsão de geração eólica no ONS
38
Cronologia da previsão de geração eólica no ONS
o Em agosto/2017 reunião na sede da ABEEÓLICA para entrega do modelo aos agentes
o Em dezembro/2017 reunião no ONS-Rio para esclarecimentos de dúvidas do modelo
o Em marco/2018 deliberação da CPAMP quanto a reprodutibilidade/confidencialidade de dados
o Em abril/2018 primeira reunião ONS-Rio para criação de uma Força-Tarefa do Modelo de Previsão de Geração Eólica do ONS (FT-Eólica)
o Em maio/2018 segunda reunião FT-Eólica
o Em junho/2018 está programada a terceira reunião FT-Eólica
39
Por menores que sejam Novas UTEs a GN
(do Pré-Sal?)menores custos
O desafio do Equilíbrio Carga X Geração na Matriz atual
Reservatórios de Regularização
Novas Nucleares.... Por que não???
Baterias – Energy Storage... Questão de tempo
O que precisamos, a despeito das Novas Renováveis:
40
Obrigado
